本发明专利技术提出一种基于穿孔板结构的斜面弯折空腔低频宽带吸声装置，包括依次连接的若干单体结构；每个单体结构包括外壳体、穿孔板、多个弯折路径控制板组件；穿孔板中部开有由若干均匀排列的亚毫米至毫米级圆孔组成的微孔阵列；在外壳体内部腔体中，多个弯折路径控制板组件均匀布置在微孔阵列周围；当声波从所述微孔阵列进入到外壳体空腔内部后，扩散并受外壳体空腔壁面阻挡，进入弯折路径控制板组件；声波能量一部分经过微孔阵列摩擦而耗散，弯折路径控制板组件增大了声波的传播路径，增加声能损耗，使吸收峰值向低频移动。使吸收峰值向低频移动。使吸收峰值向低频移动。
【技术实现步骤摘要】
一种基于穿孔板结构的斜面弯折空腔低频宽带吸声装置
[0001]本专利技术属于低频吸声技术设计领域，具体为一种基于穿孔板结构的斜面弯折空腔低频宽带吸声装置。
技术介绍
[0002]中低频噪声的穿透能力强、波长大且具有较强的衍射能力，这导致了吸声结构和空气介质之间的相互作用较弱，声能耗散低。传统的吸声材料如多孔材料、微穿孔板等结构，只在结构厚度为四分之一波长时实现低频声波的完美吸收，这导致结构厚度大、适用性低。而声学超结构的厚度具有深度亚波长尺寸，这突破了传统吸声材料四分之一波长厚度的限制，为设计超薄低频吸声结构提供了解决方案。
[0003]空间弯折式共振结构，目的是将垂直于声波入射方向的腔体折叠起来，使腔体阻抗和介质阻抗匹配来实现完美吸收。
[0004]如李东庭等人在科学通报发表的“基于微穿孔板和卷曲背腔复合结构的低频宽带吸声体”，采用微穿孔板覆盖在等截面空间弯折通道顶部的方式，设计出在100mm结构厚度下，共振频率为429Hz的吸声超结构，但是该方案吸声带宽较窄，仅为39％。
[0005]在专利公开号为CN110767207A的中国专利中，提出中心有内嵌圆孔的穿孔盖板组成的顶板、由螺旋分隔板和螺旋空腔组成的吸声空腔以及无孔挡板组成的底板三个部分组成螺旋结构吸声体，设计出超薄多吸收峰低频吸收器，虽然在低频范围(<500Hz)有两个吸收峰分别是146Hz和417Hz，但是每个吸收峰值的吸收带宽非常窄，分别是6.8％和2.3％。
[0006]在专利公开号为CN111549922A的中国专利中，设计了一种内插折角导声通廊式超结构及其制成的低频吸声装置，其具体是由外壳为长方体，顶部开口构成透声缝，每两个内插折角板对称分布，每块内插折角板内壁与外壳内壁围成的空腔构成空气腔，每两块内插折角板之间及每块内插折角板外壁与外壳内壁之间均形成空腔以此形成导声通廊。结果显示在50Hz
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200Hz内的平均吸声系数为0.54，且在100Hz和200Hz的吸收峰值大于0.9，但是由于表面覆盖的多孔材料容易受到环境影响，导致超结构的吸收效耐久性较差，阻碍了实际应用。
技术实现思路
[0007]针对目前现有技术中空间弯折式超结构吸声频带较窄，以及需要多类型吸声材料组合以提高吸声效果，容易受到外界条件影响的问题，本专利技术提出一种基于穿孔板结构的斜面弯折空腔低频宽带吸声装置，将穿孔板结构和斜面弯折空腔相结合，克服了传统低频吸声结构厚度的限制，并且能够降低吸声频率，扩大吸收带宽。
[0008]本专利技术的技术方案为：
[0009]所述一种基于穿孔板结构的斜面弯折空腔低频宽带吸声装置，包括依次连接的若干单体结构；每个单体结构包括外壳体、穿孔板、多个弯折路径控制板组件；
[0010]所述外壳体由下面板和四周框板组成；所述外壳体顶部固定安装穿孔板；所述穿
孔板中部开有由若干均匀排列的亚毫米至毫米级圆孔组成的微孔阵列；在外壳体内部腔体中，多个弯折路径控制板组件均匀布置在微孔阵列周围；
[0011]当声波从所述微孔阵列进入到外壳体空腔内部后，扩散并受外壳体空腔壁面阻挡，进入弯折路径控制板组件；声波能量一部分经过微孔阵列摩擦而耗散，弯折路径控制板组件增大了声波的传播路径，增加声能损耗，使吸收峰值向低频移动。
[0012]进一步的，所述弯折路径控制板组件包括隔板、斜面板、垂直板和水平板；其中斜面板一端固定在穿孔板上，且位于微孔阵列一侧，所述斜面板偏向同侧的外壳体框板，与穿孔板形成夹角θ；所述斜面板另一端连接垂直板一端，所述垂直板垂直于穿孔板；所述垂直板另一端连接水平板一端，所述水平板平行于穿孔板，且水平板指向同侧的外壳体框板，并与同侧的外壳体框板具有间隙；在所述水平板与所述穿孔板之间具有隔板，所述隔板平行于所述穿孔板，且所述隔板一端固定在外壳体框板上，隔板另一端与所述垂直板之间具有间隙。
[0013]进一步的，所述亚毫米至毫米级圆孔孔径为0.3mm～0.8mm。
[0014]进一步的，所述亚毫米至毫米级圆孔的孔间距离为3.53mm～5.03mm。
[0015]进一步的，所述穿孔板总穿孔率为2％～10％。
[0016]进一步的，所述角度θ的值为24.62
°
～71.05
°
。
[0017]进一步的，所述穿孔板的厚度是0.5mm～2mm；所述下面板和四周框板的厚度是0.5mm～1.5mm。
[0018]进一步的，所述隔板和所述水平板的长度为5mm～10mm，所述垂直板的长度为3mm～4mm；所述斜面板的长度为9.6mm～35.94mm。
[0019]进一步的，各个弯折路径控制板组件的水平板与下面板的距离相等，均为10mm～40mm；各个弯折路径控制板组件的水平板与各自侧面的外壳体框板间隙相等，均为2mm～4mm；各个弯折路径控制板组件中的隔板与垂直板的间隙相等，均为2mm～4mm；各个弯折路径控制板组件中的隔板与水平板的距离相等，均为2mm～4mm。
[0020]进一步的，当声波从所述微孔阵列进入到外壳体空腔内部后，沿各个弯折路径控制板组件的斜面板扩散，之后分成多路，分别进入各个弯折路径控制板组件的通道，最后落入弯折路径控制板组件各自与穿孔板组成的半封闭空间内。
[0021]进一步的，外壳体、穿孔板、以及弯折路径控制板组件采用工程塑料或是轻质金属制成。
[0022]有益效果
[0023]本专利技术的优点在于结构形状简单，使用范围广泛，不易受到环境影响。吸声峰值频率低，吸声频带宽，在吸声降噪工程中有广阔的使用前景。进一步产生的有益效果如下：
[0024]1、本专利技术提出了一种低频宽带的微穿孔板覆盖的斜面弯折空腔吸声超结构；声源产生的声波首先通过亚毫米至毫米级的孔进入到空腔的内部，声波携带的能量一部分由于经过亚毫米至毫米级的孔时产生摩擦而耗散，其次，声波通过两个弯折路径控制板组件组成的两个横截面变化的弯折空腔后，由于弯折空腔增加了声波的传播路径，因此进一步的增加声能损耗，这导致吸收峰值向低频移动。最后，现有的弯折空腔超结构的吸声频率高，吸声频带窄，针对此问题，弯折路径控制板组件采用斜面弯折空腔吸声超结构，具有吸声峰值频率低，吸声频带宽的优势。
[0025]2、通过实施例可以看出，本专利技术相比于现有的具有相同弯折数的三通道弯折空腔吸声超结构，拓宽吸声带宽(吸收系数的半最大值处的两个频率之差与峰值频率的比值)，且共振频率向低频移动。
[0026]3、通过在传统微穿孔板吸结构的空腔内，引入沿着微孔阵列两侧呈对称分布的弯折路径控制板组件形成空腔，实现吸声结构在总厚度不改变的情况下共振频率向低频移动。同时可以将不同尺寸斜面弯折空腔并行排列，分别覆盖不同穿孔率、孔径和厚度的穿孔板，实现低频宽吸声超结构。
[0027]本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0028]本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于穿孔板结构的斜面弯折空腔低频宽带吸声装置，其特征在于：包括依次连接的若干单体结构；每个单体结构包括外壳体、穿孔板、多个弯折路径控制板组件；所述外壳体由下面板和四周框板组成；所述外壳体顶部固定安装穿孔板；所述穿孔板中部开有由若干均匀排列的亚毫米至毫米级圆孔组成的微孔阵列；在外壳体内部腔体中，多个弯折路径控制板组件均匀布置在微孔阵列周围；当声波从所述微孔阵列进入到外壳体空腔内部后，扩散并受外壳体空腔壁面阻挡，进入弯折路径控制板组件；声波能量一部分经过微孔阵列摩擦而耗散，弯折路径控制板组件增大了声波的传播路径，增加声能损耗，使吸收峰值向低频移动。2.根据权利要求1所述一种基于穿孔板结构的斜面弯折空腔低频宽带吸声装置，其特征在于：所述弯折路径控制板组件包括隔板、斜面板、垂直板和水平板；其中斜面板一端固定在穿孔板上，且位于微孔阵列一侧，所述斜面板偏向同侧的外壳体框板，与穿孔板形成夹角θ；所述斜面板另一端连接垂直板一端，所述垂直板垂直于穿孔板；所述垂直板另一端连接水平板一端，所述水平板平行于穿孔板，且水平板指向同侧的外壳体框板，并与同侧的外壳体框板具有间隙；在所述水平板与所述穿孔板之间具有隔板，所述隔板平行于所述穿孔板，且所述隔板一端固定在外壳体框板上，隔板另一端与所述垂直板之间具有间隙。3.根据权利要求1或2所述一种基于穿孔板结构的斜面弯折空腔低频宽带吸声装置，其特征在于：所述亚毫米至毫米级圆孔孔径为0.3mm～0.8mm。4.根据权利要求3所述一种基于穿孔板结构的斜面弯折空腔低频宽带吸声装置，其特征在于：所述亚毫米至毫米级圆孔的孔间距离为3.53m...
【专利技术属性】
技术研发人员：曾向阳，刘奕阳，任树伟，王海涛，雷烨，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：
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